DE4109829A1 - Verfahren und vorrichtung zum dekontaminieren von infektioesem muell - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dekontaminieren von infektiösem Müll nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung dazu.

Für ein derartiges Verfahren zur Behandlung von infektiösem Müll mit Hilfe von Mikrowellen ist aus der DE-PS 35 05 570 eine Vorrichtung bekannt, die als kompakte Entsorgungsanlage einen Eingabeabschnitt mit einem Müllzerklei­ nerer und eine Mikrowellenkammer zur Wärmebehandlung umfaßt. In der Mikro­ wellenkammer ist ein Transportweg vorgesehen, der von einem mikrowellen­ durchlässigen Gehäuse umgeben ist. Entlang des Transportweges sind mehrere Mikrowellensender angeordnet, durch die der zerkleinerte und befeuchtete In­ fektionsmüll bis zur Sterilisation mit Mikrowellen bestrahlt wird. Gegen das Entweichen von Keimen und Dampf ist die gesamte Vorrichtung nach außen abge­ schlossen.

Bei diesem mit der bekannten Vorrichtung durchgeführten Verfahren hat sich gezeigt, daß die für eine Dekontaminierung, insbesondere Desinfektion oder Sterilisation, erforderliche Abtötung der Mikroorganismen und Inaktivierung der Viren lange Durchlaufzeiten der Wärmebehandlung erfordert. Der Energie­ aufwand für eine derart durchgeführte Wärmebehandlung ist folglich hoch.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, die eine sichere Dekontaminierung, insbesondere Desinfektion oder Sterilisation, in schneller und wirtschaftlicher Weise er­ lauben.

Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. 6 ge­ löst.

Hierdurch werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen, die durch gleichzeitige Anwendung von feuchter Hitze, Mikrowellen und gegebenenfalls Überdruck die Wärmebehandlung zur Desinfek­ tion oder Sterilisation wesentlich verkürzen und dabei auch das Überleben resistenter Mikroorganismen und Viren verhindern. Das Einspeisen von Wasser­ dampf während des Einfüllvorganges stellt bereits eine schnelle und gute Vorheizung unter Einbringung von Feuchtigkeit sicher. Die anschließende Auf­ heiz- und Haltephase ermöglicht durch zumindest zeitweilig weiteres Einspei­ sen von Wasserdampf während der Mikrowellenbestrahlung einen wirksamen An­ griff der Mikrowellen. Eine wesentliche Verminderung bzw. Abtötung aller Mi­ kroorganismen und dergleichen innerhalb weniger Minuten ist so möglich.

Vorzugsweise werden die Temperaturen in der Mikrowellenkammer zwischen 100° und 145°C eingestellt. Zur möglichst gleichmäßigen Einspeisung des Wasser­ dampfs können mehrere Injektionsstellen mit Abstand entlang der Mikrowellen­ kammer verteilt sein. Die Mikrowellen können durch Reflexion an einer metal­ lischen Transportschnecke den Müll intensiv bestrahlen. Bei einem konti­ nuierlichen Materialdurchfluß kann die Mikrowellenkammer eingangsseitig mit einer Transferkammer und ausgangsseitig mit einer Ausförderkammer ausge­ stattet sein, deren Transportschnecken so ausgelegt sein können, daß Mate­ rialverdichtungen erzeugt werden und somit ein Überdruck von mindestens 1,3 bar (absolut) entstehen kann. Zur Erzielung besonders kurzer Behandlungszei­ ten können Drücke von 2 bar (absolut) und mehr gefahren werden, wobei die Absperrorgane, die beispielsweise als Schieber ausgebildet sein können, für einen druckdichten Verschluß der Mikrowellenkammer sorgen können.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschrei­ bung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt einer Vorrichtung zum Dekon­ taminieren von infektiösem Müll,

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eine Vorrichtung zum Dekontaminieren, insbesonde­ re Desinfizieren und Sterilisieren, von infektiösem Müll durch thermische Behandlung, die in einen Container 1 eingebaut ist.

Ein Eingabeabschnitt umfaßt zur Aufnahme von infektiösem Müll eine fluid­ dicht verschließbare Einfüllschleuse. Vorzugsweise umfaßt die Einfüllschleu­ se eine Einfüllkammer 2 und einen Zerkleinerertrichter 3, die beide durch einen Drehflügel voneinander getrennt sind. In dem Zerkleinerertrichter 3 ist eine Drehschwinge 4 angeordnet, die den Müll vorzerkleinert und einem bodenseitig anschließenden Müllzerkleinerer 5 zuführt. Mittels eines Steril­ filters 6 kann das Austreten von Keimen oder Dampf verhindert werden. Des­ weiteren ist mindestens eine Injektionsstelle 7 für das Einspeisen von Was­ serdampf in den Zerkleinerertrichter 3 eingelassen. Die Schleusenwände sind vorzugsweise wärmeisoliert, können aber auch indirekt beheizbar ausgebildet sein.

Der Müllzerkleinerer 5 besteht aus einem Schneidwerk mit zwei gegenläufi­ gen Messerwellen 8 und zerschnitzelt das durch den Zerkleinerertrichter 3 mit Hilfe der Drehschwinge 4 zugeführte Abfallmaterial.

An den Müllzerkleinerer 5 schließt sich ein Transferbehälter 9 an, der als Zwischenspeicher für den zerkleinerten Müll genutzt wird. Der Transferbehäl­ ter 9 besitzt Füllstandswächter 10 für einen minimalen oder maximalen Füll­ stand. Der Zerkleinerer 5 wird so getaktet, daß der Füllstand im Transferbe­ hälter 9 immer zwischen Minimum und Maximum pendelt. Zusätzlich ist ein Flüssigkeits-Füllstandswächter 11 installiert, der bei zu hohem Flüssig­ keitsstand Alarm gibt. Aus dem Boden des Transferbehälters 9 transportiert eine Transferschnecke 12 (vgl. Fig. 2) den zerkleinerten Müll zu einer Mi­ krowellenkammer 13. Die Transportschnecke 12 ist mit einem Schneckenbaum ausgerüstet und wird durch einen Getriebemotor angetrieben, der durch die Füllstandswächter 10 und die Mikrowellenkammer 13 gesteuert wird.

Die Mikrowellenkammer 13 besteht aus einer rohr- bzw. kanalförmigen Prozeß­ kammer 14, die zwischen dem Transferbehälter 9 und einer Ausförderkammer 15 angeordnet ist. Längs der Prozeßkammer 14 sind mehrere Mikrowellensender 18 mit Abstand zueinander angeordnet. Die Prozeßkammer 14 ist metallisch ausge­ bildet oder mit einem für Mikrowellen undurchlässigen Material ummantelt und weist für die Einkoppelung der Mikrowellenstrahlen einzelne Ausschnitte bzw. Fenster auf, die mit mikrowellendurchlässigem Material abgedichtet sind. An die Ausschnitte bzw. Fenster sind die Mikrowellensender 18 über ein Hohllei­ ter- und Resonanzkammersystem fluiddicht und druckbelastbar angeschlossen. Vorzugsweise strahlt jeder Mikrowellensender 18 über zwei zueinander in Um­ fangsrichtung verdrehte Ausschnitte Mikrowellen in die Mikrowellenkammer 13 ein. Die Arbeitsfrequenz der Mikrowellensender 18 kann geeignet gewählt wer­ den und beträgt hier 2450 MHz. In der Prozeßkammer 14 ist eine Förderein­ richtung 19, hier eine Transportschnecke (Prozeßschnecke), angeordnet, die sich vorzugsweise über die gesamte Länge der Prozeßkammer 14 erstreckt. Die­ se Sterilisationsschnecke 19 ist mit einem Schneckenbaum ausgerüstet und be­ steht aus einem die Mikrowellen reflektierenden Material. Durch einen Getriebemotor 20 ist sie antreibbar, und zwar wahlweise vorwärts- und/oder rückwärtsrotierend.

Entlang der Prozeßkammer 14 sind mehrere mit Abstand zueinander angeordnete Düsen 21 in die Wandung des Durchgangsgehäuses 14 eingelassen. Diese Düsen 21 sind Injektionsstellen für das Einspeisen von Wasserdampf und sind hierzu über ein Speiseleitungssystem 22 an einen Dampferzeuger 23 angeschlossen. Zumindest eine Düse 21 befindet sich im Eingangsbereich der Mikrowellenkam­ mer 13 und vorzugsweise ist jede Düse 21 über ein eigenes Ventil 24 zu- und abschaltbar. Mittels eines Druckhalteventils 25 der Mikrowellenkammer 13 kann der durch Einspeisung von Wasserdampf in der Mikrowellenkammer 13 ein­ stellbare Druck reguliert und konstant gehalten werden.

Die Abmessungen der Mikrowellenkammer 13 sind so gewählt, daß Chargen von infektiösem Müll zwischen vorzugsweise 200 und 400 l aufgenommen werden kön­ nen.

Die ausgangsseitig an die Mikrowellenkammer 13 angeschlossene Ausförder­ kammer 15 besteht aus einem rohrförmigen Durchgangsgehäuse 27, in dem eine Transportschnecke 28 (Entleerungsschnecke) angeordnet ist und über einen Ge­ triebemotor angetrieben wird. Gehäuse 27 und Schnecke 28 bestehen vor­ zugsweise aus Edelstahl. Für einen besseren mobilen Betrieb der Vorrichtung ist die Ausförderkammer 15 über ein Drehgelenk 29 mit der Mikrowellenkammer 13 verbunden. Folglich kann die Ausförderkammer 15 mit einem Getriebemotor 30 bei Nicht-Betrieb hochgeschwenkt werden (Fig. 1) und bei Betrieb aus dem Container 1 herausgeschwenkt werden (Fig. 2). Die Abmessungen der Ausförder­ kammer 15 werden so gewählt, daß eine zuvor in der Mikrowellenkammer 13 be­ handelte Charge vollständig aufgenommen werden kann.

Zur thermischen Behandlung bei Überdruck, kann die Prozeßkammer 14 auch als Druckkammer ausgebildet sein. Dabei ist der eingangs- und ausgangsseitige Anschluß der Mikrowellenkammer 13 mittels jeweils eines Absperrorgans ver­ schließbar. Die Absperrorgange können von den Transportschnecken 12, 28 des Transferbehälters 9 und der Ausförderkammer 15 gebildet werden, die zu einer Materialverdichtung eingangs- und ausgangsseitig der Mikrowellenkammer 13 führen. Hierzu können die Transportschnecken 12, 28 mit einer höheren oder tieferen Fördergeschwindigkeit als die Transportschnecke 19 der Mikrowellen­ kammer 13 arbeiten. Ebenso können die Transportschnecken über Gangunter­ schiede eine Materialverdichtung aufbauen. Überdrücke von mindestens 1,3 bar (absolut) können so gefahren werden. Zum Fahren höherer Drücke von minde­ stens 2 bar (absolut) können zum fluiddichten Verschließen der Mikrowellen­ kammer 13 die Absperrorgane als Absperrarmaturen 16, 17 (vgl. Fig. 2) , bei­ spielsweise Schieber oder Klappen, ausgebildet sein.

Für die elektrische Steuerung ist eine speicherprogrammierbare Steuerung vorgesehen. Sie befindet sich in einem Schaltschrank 31 und enthält ein Pro­ gramm für Automatik- und Handbetrieb, d. h. für Schalter- und Sensorab­ fragen, Motoren- und Mikrowellensender-Steuerung, Überwachung und Ansteue­ rung von Anzeigeeinrichtungen.

Die Funktionsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung und das damit durchführbare Verfahren zur Behandlung von infektiösem Müll wird nach­ folgend beschrieben.

Zum Dekontaminieren des infektiösen Mülls, der beispielsweise in einem Sam­ melbehälter 33 gelagert ist, wird dieser in die Einfüllkammer 2 geworfen. Für das Anheben des Sammelbehälters 33 kann eine zusätzliche Hub- und Kip­ peinrichtung 32 vorgesehen sein. Durch Betätigung der Drehschwinge 4 wird der eingefüllte Müll dem Müllzerkleinerer 5 unter einer Vorzerkleinerung zu­ geführt. Der zerkleinerte Müll fällt dann in den Transferbehälter 9. Die Füllstandsüberwachung regelt den Zerkleinerungsvorgang, indem bei Erreichen des oberen Füllstandswächters 10 abgeschaltet wird. Kontinuierlich oder chargenweise wird der zerkleinerte Müll mittels der Transportschnecke 12 aus dem Transferbehälter 9 heraustransportiert und über die vorwärtsrotierende Prozeßschnecke 19 in die Mikrowellenkammer 13 eingefüllt. Mit Beginn des Einfüllens des Mülls in die Mikrowellenkammer 13 wird mit der Einspei­ sung von Wasserdampf begonnen. Das Injizieren des Wasserdampfes führt zu ei­ nem Befeuchten und Vorheizen des Mülls auf etwa 50 bis 100°C während des Einfüllvorganges.

Bei einem kontinuierlichen Materialdurchfluß wird der eingefüllte und vorge­ heizte Müll langsam durch die Prozeßkammer 14 vorwärts bewegt und dabei von Mikrowellen bestrahlt. Zumindest zeitweilig wird während der Mikrowellenbe­ strahlung Wasserdampf entlang der Behandlungsstrecke injiziert.

Bei einem kontinuierlichen Materialdurchfluß mit einem Überdruck von minde­ stens 1,3 bar (absolut) in der Prozeßkammer können über die Transportschnek­ ken 12, 18 eingangs- und ausgangsseitig Materialverdichtungen (Stopfen) er­ zeugt werden, wobei die Vorheizung mit Wasserdampf und die Mikrowellenbe­ strahlung unter zeitweiliger Wasserdampfinjizierung wie vorstehend beschrie­ ben erfolgt. Für einen begleitenden chargenweisen Betrieb können der Mikro­ wellenkammer 13 Verschlußorgane in Form von Schieber, Klappen oder derglei­ chen zugeordnet sein, um insbesondere beim anfänglichen Beschicken der Anla­ ge ein Austreten voreilender Keime zu vermeiden.

Bei einem chargenweisen Materialdurchfluß mit Überdruck von mindestens 1,3 bar (absolut), vorzugsweise mindestens 2 bar (absolut), wird zum Befüllen der Vorrichtung zunächst die eingangsseitige Absperrarmatur 16 der Mikrowel­ lenkammer 13 geöffnet und die ausgangsseitige Absperrarmatur 17 vorzugsweise geschlossen. Der infektiöse Müll wird eingeworfen, zerkleinert und in die Prozeßkammer 14 eingefüllt, wobei mit Beginn des Einfüllens des Mülls in die Prozeßkammer 14 mit der Einspeisung von Wasserdampf begonnen wird. Das Inji­ zieren des Wasserdampfs führt zu einem Befeuchten und Vorheizen des Mülls auf etwa 50 bis 100°C während eines Einfüllvorganges von etwa 3 bis 10 Minu­ ten für Chargen zwischen 200 und 400 l.

Ist die Mikrowellenkammer 13 mit zerkleinertem Müll gefüllt, werden die ein­ gangs- und ausgangsseitigen Absperrarmaturen 16, 17 geschlossen. Die Mi­ krowellenkammer 13 ist damit isoliert vom Transferbehälter 9 und der Ausför­ derkammer 15. Eine weitere Dampfinjektion mit vorzugsweise gesättigtem Dampf führt zum Aufbau eines Drucks, der über das Druckhalteventil 25 konstant ge­ halten wird. Der gesättigte Dampf des Dampferzeugers 23 hat einen Arbeits­ druck bis zu 6 bar, d. h. eine Arbeitstemperatur von 165°C. Zusätzlich werden Mikrowellenstrahlen in die Mikrowellenkammer 13 eingekoppelt. Während der Mikrowellenbehandlung rotiert die Prozeßschnecke 19 vor und zurück, um Re­ flexionsrückstrahlung auf die Mikrowellensender 18 zu verhindern. Ist der gewählte Druck von mindestens 1,3 bar (absolut) in der Mikrowellenkammer 13 erreicht, erfolgt die Abschaltung der Dampfbeaufschlagung. Mittels Mikro­ wellenbestrahlung kann die gewünschte Behandlungstemperatur über 100°C, vor­ zugsweise 130° bis 145°C, geregelt werden. Diese Temperatur wird für eine bestimmte Mindestdauer gehalten werden, um die Abtötung der Mikroorganismen usw. sicherzustellen. Danach wird die Absperrarmatur 17 geöffnet, und die Charge behandelter Müll in die Ausförderkammer 15 entleert. Die ausgangssei­ tige Absperrarmatur 17 der Mikrowellenkammer 13 wird wieder geschlossen, um eine neue Kontaminierung des bereits behandelten Mülls zu unterbinden. In der Ausführkammer 15 kann der Müll sich noch abkühlen und wird bei Übergabe der nachfolgenden Charge aus der Mikrowellenkammer 13 als desinfizierter bzw. sterilisierter Müll für einen Abtransport ausgeworfen.

Claims (15)

1. Verfahren zum Dekontaminieren von infektiösem Müll, bei dem der Müll zer­ kleinert, befeuchtet und durch Bestrahlen mit Mikrowellen thermisch behan­ delt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zerkleinerte Müll kontinuierlich oder chargenweise in eine verschließbare Mikrowellenkammer eingefüllt und dabei durch Beaufschlagen mit Wasserdampf befeuchtet und vorgeheizt wird und danach durch zumindest zeitweilig gleichzeitiges Beaufschlagen mit Wasser­ dampf und Bestrahlen mit Mikrowellen auf eine Wärmebehandlungstemperatur aufgeheizt und dort während einer Mindestdauer gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Müll auf eine Wärmebehandlungstemperatur von über 100°C aufgeheizt und bei Überdruck be­ handelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Über­ druck von mindestens 1,3 bar (absolut), vorzugsweise 2 bar (absolut), gefah­ ren wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mindestverweildauer 1 bis 10 Minuten beträgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Müll bei Mikrowellenbestrahlung zumindest zeitweilig vorwärts- und rück­ wärts bewegt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einer nach außen verschließbaren Baueinheit, bestehend aus einem Eingabeabschnitt mit einem Zerkleinerer und einer sich daran anschließenden Mikrowellenkammer in Form einer Durchlaufkammer mit einer Transportschnecke für eine Bewegung des Mülls entlang mehrerer, außenseitig und in Durch­ laufrichtung nebeneinander angeordneter Mikrowellensender, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mikrowellenkammer (13) gebildet wird von einer Prozeßkam­ mer (14) mit steuerbaren Düsen (21) sowie daran angeschlossenen Speise­ leitungen (22) für ein Einlassen von Wasserdampf zur Temperaturregelung in Verbindung mit den Mikrowellen und mit ein- und ausgangsseitig angeordneten Absperrorganen zum zeitweiligen Verschließen der Prozeßkammer (14).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeß­ kammer (14) als Druckkammer ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportschnecke (19) vor- und rückwärtsrotierend verfahrbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellenkammer (13) bei Temperaturen zwischen 130°C und 145°C be­ treibbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Speiseleitungen (22) für den Wasserdampf mehrere mit Abstand entlang der Mikrowellenkammer (13) verteilte Injektionsstellen (21) umfas­ sen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mikrowellenkammer (13) zwischen einem Transferbehälter (9) und einer Ausförderkammer (15) angeordnet ist, die mit Transportschnecken (12, 28) für eine Materialverdichtung ein- und ausgangsseitig der Mikrowellenkam­ mer (13) ausgestattet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Transport­ schnecken (12, 28) des Transferbehälters (9) und der Ausförderkammer (15) mit einer höheren oder niedrigeren Fördergeschwindigkeit als die Transport­ schnecke (19) betätigbar sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Prozeßkammer (14) zur Aufnahme von Chargengrößen von 200 bis 400 l ausgelegt ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Druckkammer ausgebildet ist als rohrförmiges Metallgehäuse mit mikrowellendurchlässigen Fenstern oder Ausschnitten, an denen ein Lei­ tersystem der Mikrowellensender (18) angeschlossen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei um 180° in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnete Fenster oder Aus­ schnitte vorgesehen sind.